用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置制造方法
【專利摘要】用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，振動(dòng)傳感器與信號(hào)調(diào)理模塊連接，信號(hào)調(diào)理模塊與主控模塊之間并聯(lián)連接有觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器；所述的主控模塊分別與光纖/以太網(wǎng)接口及靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器連接；觸發(fā)模塊包括相互連接的D/A轉(zhuǎn)換器和比較器；振動(dòng)傳感器主要把變壓器外殼上的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)；信號(hào)調(diào)理模塊為振動(dòng)傳感器提供恒定電流，使傳感器正常工作，同時(shí)隔離傳感器輸出信號(hào)中的直流分量；光纖/以太網(wǎng)接口為標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，完成振動(dòng)監(jiān)測智能電子設(shè)備與其他系統(tǒng)的通訊連接。本實(shí)用新型通過監(jiān)測主激勵(lì)頻率二倍頻及其諧波分量的幅值變化來判斷變壓器繞組機(jī)械狀態(tài)，并實(shí)時(shí)顯示出來。
【專利說明】用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于智能電網(wǎng)在線監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種基于變壓器繞組軸向振動(dòng)建模的在線監(jiān)測振動(dòng)監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器的異常振動(dòng)導(dǎo)致的繞組移位或者變形，會(huì)破壞變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致繞組的坍塌，變壓器的振動(dòng)是由變壓器本體(鐵芯和繞組)的振動(dòng)和冷卻裝置的振動(dòng)引起的，其根源在于:(I)硅鋼片磁致伸縮引起的鐵芯振動(dòng)，所謂磁致伸縮就是鐵芯勵(lì)磁時(shí)，沿磁力線方向硅鋼片的尺寸要增加，而垂直于磁力線方向硅鋼片的尺寸要縮小，這種尺寸的變化稱為磁致伸縮，磁致伸縮使得鐵芯隨著勵(lì)磁頻率的變化而周期性的振動(dòng)；(2)硅鋼片接縫處和疊片之間存在因漏磁而產(chǎn)生的電磁吸引力，從而引起鐵芯的振動(dòng)；(3)當(dāng)繞組中有負(fù)載電流通過時(shí)，在繞組間、線餅間、線匝間產(chǎn)生動(dòng)態(tài)電磁力，弓I起繞組的振動(dòng)；(4)漏磁引起油箱壁(包括磁屏蔽等)的振動(dòng)；(5)對(duì)于帶有氣隙的鐵芯電抗器來說，還有心柱氣隙中非磁性材料墊片處的漏磁引起的鐵芯振動(dòng)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是克服以上所述的問題。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，包括振動(dòng)傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器、主控模塊、光纖/以太網(wǎng)接口，其特征在于:所述的振動(dòng)傳感器與信號(hào)調(diào)理模塊連接，信號(hào)調(diào)理模塊與主控模塊之間并聯(lián)連接有觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器；所述的主控模塊分別與光纖/以太網(wǎng)接口及靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器連接。
[0005]所述的觸發(fā)模塊包括相互連接的D /A轉(zhuǎn)換器和比較器。
[0006]所述的振動(dòng)傳感器主要把變壓器外殼上的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。
[0007]所述的信號(hào)調(diào)理模塊為振動(dòng)傳感器提供恒定電流，使傳感器正常工作，同時(shí)隔離傳感器輸出信號(hào)中的直流分量。
[0008]所述的觸發(fā)模塊根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)設(shè)定振動(dòng)信號(hào)采集的閥值，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)超過閥值電壓時(shí)觸發(fā)主控模塊并啟動(dòng)振動(dòng)信號(hào)采集流程。
[0009]所述的多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器完成智能電子設(shè)備中各通道振動(dòng)信號(hào)的同步數(shù)字轉(zhuǎn)換；主控模塊完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析，并將分析結(jié)果顯示到液晶屏上，同時(shí)以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式送出。
[0010]所述的光纖/以太網(wǎng)接口為標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，完成振動(dòng)監(jiān)測智能電子設(shè)備與其他系統(tǒng)的通訊連接。
[0011]本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于:本實(shí)用新型通過監(jiān)測主激勵(lì)頻率二倍頻及其諧波分量的幅值變化來判斷變壓器繞組機(jī)械狀態(tài)，并實(shí)時(shí)顯示出來?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2本實(shí)用新型仿真所示的繞組振動(dòng)響應(yīng)曲線的示意圖。
[0014]圖3為圖2 Fourier變換后的幅頻圖。
[0015]圖4為借助于仿真計(jì)算得到相應(yīng)的幅頻圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0017]用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，包括振動(dòng)傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器、主控模塊、光纖/以太網(wǎng)接口，振動(dòng)傳感器與信號(hào)調(diào)理模塊連接，信號(hào)調(diào)理模塊與主控模塊之間并聯(lián)連接有觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器；所述的主控模塊分別與光纖/以太網(wǎng)接口及靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器連接；觸發(fā)模塊包括相互連接的D /A轉(zhuǎn)換器和比較器；振動(dòng)傳感器主要把變壓器外殼上的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)；信號(hào)調(diào)理模塊為振動(dòng)傳感器提供恒定電流，使傳感器正常工作，同時(shí)隔離傳感器輸出信號(hào)中的直流分量；觸發(fā)模塊根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)設(shè)定振動(dòng)信號(hào)采集的閥值，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)超過閥值電壓時(shí)觸發(fā)主控模塊并啟動(dòng)振動(dòng)信號(hào)采集流程；多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器完成智能電子設(shè)備中各通道振動(dòng)信號(hào)的同步數(shù)字轉(zhuǎn)換；主控模塊完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析，并將分析結(jié)果顯示到液晶屏上，同時(shí)以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式送出；光纖/以太網(wǎng)接口為標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，完成振動(dòng)監(jiān)測智能電子設(shè)備與其他系統(tǒng)的通訊連接。
[0018]具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置使用ARM和單片機(jī)的處理模式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在裝置的液晶屏上，同時(shí)具備光纖通信端口，將數(shù)據(jù)按IEC61850協(xié)議上傳至電站控制室；帶液晶屏顯示使得裝置作為便攜式儀器在現(xiàn)場使用，帶數(shù)據(jù)上傳端口將裝置作為在線監(jiān)測設(shè)備長期使用。
[0019]仿真過程中，以50Hz的電流對(duì)繞組進(jìn)行激勵(lì)，通過計(jì)算，得到如圖2所示的繞組振動(dòng)響應(yīng)曲線，隨著預(yù)緊力的減小，繞組的振動(dòng)幅值逐漸增大；對(duì)圖2中的加速度響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行Fourier變換，得到如圖3所示的幅頻圖，由50Hz電流激勵(lì)產(chǎn)生的IOOHz電動(dòng)力響應(yīng)幅值隨預(yù)緊力的降低而增大；另外，由于繞組墊塊的非線性影響，導(dǎo)致響應(yīng)信號(hào)中存在諧波分量，其諧波分量的變化規(guī)律與IOOHz的不相同，但諧波分量會(huì)隨預(yù)緊力的松動(dòng)而波動(dòng)；分別以350Hz和600Hz的恒定電流對(duì)繞組進(jìn)行激勵(lì)，借助于仿真計(jì)算得到相應(yīng)的幅頻圖，如圖4所示，隨著預(yù)緊力的變動(dòng)，對(duì)應(yīng)電動(dòng)力頻率的響應(yīng)幅值也都發(fā)生了變化，只是各自電動(dòng)力響應(yīng)幅值的變化規(guī)律表現(xiàn)各不相同；當(dāng)變壓器遭受短路沖擊使得繞組的預(yù)緊力松動(dòng)時(shí)，其繞組動(dòng)力學(xué)特性也將發(fā)生改變，從而在其激勵(lì)頻率對(duì)應(yīng)的響應(yīng)幅值的變化上得到反映，其振動(dòng)響應(yīng)幅值的改變主要集中在激勵(lì)頻率二倍頻及其諧波分量上，因此在變壓器在線監(jiān)測中，通過監(jiān)測主激勵(lì)頻率二倍頻及其諧波分量的幅值變化來判斷變壓器繞組機(jī)械狀態(tài)。
[0020]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改型和改變，因此，本實(shí)用新型覆蓋了落入所附的權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的各種改型和改變。
【權(quán)利要求】
1.用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，包括振動(dòng)傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器、主控模塊、光纖/以太網(wǎng)接口，其特征在于:所述的振動(dòng)傳感器與信號(hào)調(diào)理模塊連接，信號(hào)調(diào)理模塊與主控模塊之間并聯(lián)連接有觸發(fā)模塊、多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器；所述的主控模塊分別與光纖/以太網(wǎng)接口及靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，其特征在于:所述的觸發(fā)模塊包括相互連接的D /A轉(zhuǎn)換器和比較器。
3.如權(quán)利要求1所述的用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，其特征在于:所述的振動(dòng)傳感器主要把變壓器外殼上的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，其特征在于:所述的信號(hào)調(diào)理模塊為振動(dòng)傳感器提供恒定電流，使傳感器正常工作，同時(shí)隔離傳感器輸出信號(hào)中的直流分量。
5.如權(quán)利要求1所述的用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，其特征在于:所述的觸發(fā)模塊根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)設(shè)定振動(dòng)信號(hào)采集的閥值，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)超過閥值電壓時(shí)觸發(fā)主控模塊并啟動(dòng)振動(dòng)信號(hào)采集流程。
6.如權(quán)利要求1所述的用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，其特征在于:所述的多通道同步A/D轉(zhuǎn)換器完成智能電子設(shè)備中各通道振動(dòng)信號(hào)的同步數(shù)字轉(zhuǎn)換；主控模塊完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、分析，并將分析結(jié)果顯示到液晶屏上，同時(shí)以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)格式送出。
7.如權(quán)利要求1所述的用于變壓器振動(dòng)便攜式和在線監(jiān)測兩用的智能電子裝置，其特征在于:所述的光纖/以太網(wǎng)接口為標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，完成振動(dòng)監(jiān)測智能電子設(shè)備與其他系統(tǒng)的通訊連接。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK203785784SQ201420171552
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】朱俊 申請(qǐng)人:江蘇駿龍電力科技股份有限公司